什么是動畫
動畫双藕，顧名思義止状，就是能“動”的畫。人的眼睛對圖像有短暫的記憶效應(yīng)攒霹，所以當眼睛看到多張圖片連續(xù)快速的切換時怯疤，就會被認為是一段連續(xù)播放的動畫了。
比如催束，中國古代的“走馬燈”集峦，就是用的這個原理。有些人還會在一個本子每頁上手繪一些漫畫泣崩，當快速翻頁的時候少梁，也會看到動畫的效果，比如：

圖片來自網(wǎng)絡(luò)

計算機動畫的實現(xiàn)方式
動畫是由一張張圖片組成的矫付，在計算機中凯沪，我們稱每一張圖片為 一幀畫面 。
如果我們想實現(xiàn)這么一個動畫：一個水杯放在桌子的左邊买优，移動到右邊妨马，那么我們實際操作的，只是水杯杀赢。所以動畫的實現(xiàn)烘跺，只是對運動變化了的部分的處理。
逐幀 與 關(guān)鍵幀
類似于上面提到的手繪翻頁方式脂崔，我們可以將這個水杯在每幀畫面中的位置一一找出來滤淳，這樣實現(xiàn)動畫的方式就叫作 逐幀動畫，我們需要處理動畫中的每一幀砌左。
我們一般在計算機上用 FPS ( Frames Per Second) 脖咐，即 每秒的幀數(shù) 來表示動畫的刷新速度，基于屏幕的刷新率等其他原因汇歹，在計算機上一般采用 60 FPS屁擅。如果運動變化幅度較緩，減半到 30 FPS 時产弹，我們?nèi)庋垡彩强山邮艿呐筛琛］^低的 FPS 會讓我們有“卡頓”的感覺。

逐幀動畫是最直接的痰哨，但要處理的幀數(shù)太多胶果，所以實現(xiàn)過程是會麻煩。
計算機的工作就是來完成重復單調(diào)的工作的斤斧，所以早抠，有些工作是可以考慮讓計算機來完成的。
上面的例子折欠，可以變成一個涉及數(shù)學和物理的問題：一個杯子初始位置在左邊贝或，n秒后勻速運動到右邊吼过，那么在每 1/60 秒的時候，這個杯子的位置顯然是可以計算出來的了咪奖。所以盗忱，我們其實只需要指定一些 關(guān)鍵 信息就能讓計算機自己計算出每一幀杯子的位置了：
起始位置，比如一個坐標 (0,0)
結(jié)束位置羊赵，再比如一個坐標 (100,0)
動畫總時間趟佃，比如 0.25 秒
勻速運動

這種方式就稱之為 關(guān)鍵幀動畫。即我們只需要給定幾個關(guān)鍵幀的畫面信息昧捷，關(guān)鍵幀與關(guān)鍵幀之間的過渡幀都將由計算機自動生成闲昭。
這里說的 關(guān)鍵幀動畫，是指的廣義上的一種動畫制作方式靡挥，并不僅指CAKeyframeAnimation
序矩，CABasicAnimation
的實現(xiàn)方式也屬于 關(guān)鍵幀動畫

iOS 動畫
說完廣義上的動畫，就可以來說說 iOS 的動畫了跋破。先來說說動畫的本質(zhì)簸淀。
動畫的本質(zhì)
繼續(xù)用上面的簡單例子：一個UIView
從 (0,0) 勻速移動到 (100,0)的動畫，動畫總時間是0.25秒毒返。假設(shè)我們基于 60 FPS 來顯示動畫租幕，那么在0.25秒內(nèi)就應(yīng)該有15幀畫面，在每幀畫面中拧簸，這個UIView
的 x坐標劲绪，每次應(yīng)移動 100/15 的距離。如果我們每隔 0.25/15 秒刷新一次UIView
的 x坐標盆赤，那么就能實現(xiàn)這個動畫效果了个粱。對于 x坐標而言续徽，每幀的位置就可以通過一個基于時間變化量的函數(shù)來求得：x=f(t) 贤旷。
所以镶摘，一個動畫的本質(zhì)姥芥，就是動畫對象（這里是UIView
）的狀態(tài)兔乞，基于時間變化的反應(yīng)了。簡單說凉唐，就是給定任意一個時刻庸追，如果你都能得到這個動畫對象的位置和、形狀等等屬性台囱，你就能實現(xiàn)這個動畫了淡溯。屬性值的變化，既可能是位置簿训、透明度咱娶、旋轉(zhuǎn)角度等的變化米间，也包括形狀的改變，比如從一條直線變化成一個圓圈膘侮，目標就是要得到變化過程中特定時刻的中間態(tài)屈糊。
動畫的實現(xiàn)
我們也可將 iOS 的動畫分為兩大類：
系統(tǒng)提供的 關(guān)鍵幀動畫 實現(xiàn)方式；用戶指定 關(guān)鍵 信息琼了，系統(tǒng)實現(xiàn)動畫過程逻锐，對用戶而言操作起來會簡單些。
逐幀動畫 實現(xiàn)方式雕薪；用戶自己 畫 出每一幀畫面昧诱，系統(tǒng)操作方法簡單，但用戶操作的工作量就會大一些所袁。

逐幀動畫實現(xiàn)方式
簡單的說盏档，要實現(xiàn)逐幀的方式，就是需要 周期性 的調(diào)用 繪制 方法燥爷，繪制每幀的動畫對象妆丘。
這里說的 繪制，不光是指覆寫UIView
的- drawRect:
的方法來手動重繪視圖局劲，也包括修改UIView
它的屬性勺拣，比如位置、顏色等鱼填。
iOS 的動畫都是基于CALayer
的药有，iOS 的UIView
背后都有一個對應(yīng)的CALayer
。對UIView
的修改實際上都是對背后CALayer
的修改苹丸。但如果在逐幀繪制的方法中修改了一個自建的CALayer
愤惰，這個CALayer
不是對應(yīng)某個UIView
的，需注意系統(tǒng)的 隱式動畫 的影響赘理，后面會提到這點宦言。

而 周期性，就需要一個定時器來完成了商模，即CADisplayLink
奠旺。CADisplayLink
與NSTimer
比較類似，可以周期性的調(diào)用指定的方法施流。之所以用CADisplayLink
响疚，是因為它是基于屏幕刷新率的，即屏幕每次刷新時就會觸發(fā)調(diào)用瞪醋。iPhone 的屏幕刷新率是 60 FPS忿晕。
如果繪制過程過于復雜，不能在屏幕刷新一幀的時間內(nèi)完成银受，可以考慮改為每隔一幀繪制践盼，相當于是 30 FPS的刷新率鸦采。不然可能會使動畫不連貫，有卡頓感咕幻。

用逐幀方法繪制的原理不是很麻煩赖淤，麻煩的是繪制過程。對于一個復雜動畫谅河，你可能需要運用各種物理咱旱、幾何知識去計算視圖中間狀態(tài)的信息。比如要實現(xiàn)一條直線卷曲變化為一個圓的動畫绷耍，你就需要計算出中間態(tài)的曲線的彎曲程度和位置吐限。
著名的 facebook 的 pop 動畫框架，就是使用CADisplayLink
這種逐幀繪制的方式實現(xiàn)的褂始。
關(guān)鍵幀動畫實現(xiàn)方式
采用關(guān)鍵幀的方式來實現(xiàn)動畫诸典，要講的內(nèi)容相對逐幀的方式就多的多了。
還是用UIView
移動的簡單例子崎苗。這里面有兩個關(guān)鍵幀狐粱，起始幀和結(jié)束幀，除此之外還有2個關(guān)鍵信息：
起始幀胆数，變化信息：坐標為 (0,0)
結(jié)束幀肌蜻，變化信息：坐標為 (100,0)
動畫時間，0.25秒
勻速運動

坐標 信息是UIView
的一個屬性（實際是對應(yīng)到CALayer
的屬性）必尼，在動畫實現(xiàn)里蒋搜，我們只需要指定起始和結(jié)束的兩個關(guān)鍵值就夠了，中間的過渡值都有系統(tǒng)自動生成判莉。這里出現(xiàn)了兩種值豆挽，一個是我們設(shè)定的，一個是系統(tǒng)生成的券盅，所以要先在這里插入一個 模型層 和 展現(xiàn)層 的概念了
CALayer
的同一個屬性值帮哈，會分別保存在模型層 modelLayer ，和展現(xiàn)層 presentationLayer 中锰镀。當我們修改屬性值時娘侍，是修改的模型層的數(shù)值，動畫時系統(tǒng)根據(jù)模型層的變化互站，生成的過渡值私蕾，是保存在展現(xiàn)層中的僵缺。
在CALayer
的對象里能直接訪問到這兩層的信息胡桃。而CALayer
的底層實現(xiàn)實際不止這兩層，但我們現(xiàn)在討論動畫的時候磕潮，可以只關(guān)心這兩層翠胰。

在整個動畫過程中容贝，呈現(xiàn)出來的過程是這樣的：
動畫前，顯示模型層的當前值之景；
動畫開始斤富，切換顯示展現(xiàn)層的值；
動畫過程中锻狗，展現(xiàn)層的值根據(jù)時間變化满力，我們看到的實際是展現(xiàn)層的值在變化；
動畫結(jié)束轻纪，切換回顯示模型層的值油额，此時模型層的值應(yīng)被修改為動畫結(jié)束時的值。

用一段代碼來解釋下動畫過程刻帚。

UIView *view = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 100, 100)]; 
view.backgroundColor = [UIColor redColor];
 [self.view addSubview:view]; 
CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"position"];
 animation.fromValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(50, 0)]; 
animation.toValue = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(150, 0)]; 
[view.layer addAnimation:animation forKey:nil];
// view.frame = CGRectOffset(view.frame, 100, 0);

你會發(fā)現(xiàn)動畫結(jié)束后潦嘶，view
又跳回了原來的位置，這是因為最后一行代碼注釋了崇众，而這行代碼的功能就是實現(xiàn)第4步掂僵，將模型層的值修改為動畫結(jié)束時的值。
動畫實現(xiàn)
代碼中的CABasicAnimation
就是真正的動畫實現(xiàn)部分顷歌，也就是設(shè)定關(guān)鍵幀信息的地方锰蓬。
將動畫加入CALayer
的代碼定義為：- (void)addAnimation:(CAAnimation *)anim forKey:(NSString *)key
接受的類型是CAAnimation
類型，有下面這些子類：
CABasicAnimation
眯漩，可設(shè)定起始結(jié)束兩個關(guān)鍵幀的信息互妓。
CAKeyframeAnimation
，除首尾外坤塞，還可添加多個中間關(guān)鍵點冯勉。
CAAnimationGroup
，可組合多個動畫摹芙，因為上面兩種動畫一次只能設(shè)置一個屬性值灼狰。
CATransition
，圖層過渡動畫浮禾，默認是淡入交胚。比如修改一個CALayer
的背景色時，是從初始色慢慢淡入過渡到結(jié)束色盈电『兀可修改為新顏色把舊顏色頂出去等效果。還可使用CIFilter
濾鏡做過渡效果匆帚，一些開源UIViewController
的過渡動畫使用了這種方式熬词。

動畫中，除了屬性值外，我們還設(shè)置了兩個和時間有關(guān)的信息：動畫時間0.25秒互拾，運動方式是勻速運動歪今。
動畫持續(xù)時間很簡單，是通過CAAnimation
遵守的CAMediaTiming
協(xié)議設(shè)定的颜矿。
勻速運動是通過設(shè)置CAAnimation
的timingFunction
實現(xiàn)的寄猩，這是一個CAMediaTimingFunction
類的對象。
之前已經(jīng)說到骑疆，動畫過程實際是一個時間的函數(shù)田篇，橫坐標是時間的變化值，縱坐標是動畫屬性的變化量箍铭。那么我們就可以在一個直角坐標系中斯辰，通過作圖來畫出這個函數(shù)。比如勻速運動的圖形坡疼，就是一條通過原點的直線彬呻。
所以這個類的功能就是畫出一條曲線，來表示時間和屬性變化之間的關(guān)系柄瑰。而畫圖的方法闸氮，是使用的是畫貝葉斯曲線的方法。
系統(tǒng)提供了幾個常用的函數(shù)教沾，比如kCAMediaTimingFunctionLinear
就是勻速運動蒲跨；kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut
就是一般系統(tǒng)動畫的默認值，漸入漸出授翻，即在動畫開始和結(jié)束的時候速度稍慢些或悲。

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隱式動畫
上面的過程，我們是 顯式 的向一個CALayer
添加了一個動畫堪唐，所以這種方式叫做 顯式動畫巡语。對應(yīng)的，還有 隱式動畫淮菠，即系統(tǒng)自動添加上的動畫男公。
CALayer *layer = [CALayer layer]; layer.backgroundColor = [UIColor greenColor].CGColor; layer.frame = CGRectMake(0, 0, 100, 100); [self.view.layer addSublayer:layer]; layer.frame = CGRectOffset(layer.frame, 100, 0);

這段代碼里，我們沒有添加CAAnimation
動畫合陵，但 layer 不是直接變化到新的位置枢赔，而是有一個動畫效果。這就是 隱式動畫 的效果拥知。
當我們改變CALayer
的一個可動畫的屬性值時踏拜，就會觸發(fā)系統(tǒng)的隱式動畫〉吞蓿可動畫的屬性值速梗，可以在CALayer
的文檔中找到肮塞，屬性說明中標有 ** Animatable** 的，就是可自動添加動畫的屬性镀琉。
但是峦嗤，有一個例外蕊唐，對于UIView
背后對應(yīng)的CALayer
屋摔，系統(tǒng)關(guān)閉了隱式動畫，所以當我們直接修改UIView
或者是其底層的CALayer
時替梨，變化是直接生效的钓试，沒有動畫效果。
所以當我們在逐幀方式生成動畫時副瀑，是可以直接修改UIView
或者是其底層的CALayer
的信息弓熏。但是如果修改的是一個自建的單獨CALayer
時，幀與幀之間的變化還是會觸發(fā)系統(tǒng)的默認隱式動畫糠睡，這個時候就需要我們來手動關(guān)閉隱式動畫挽鞠。當快速動畫的時候不會察覺到這點，但這明顯會帶來性能上的浪費狈孔。

隱式動畫所做的事情和顯示動畫是一樣的信认，我們設(shè)置的屬性值都是模型層的數(shù)值，而系統(tǒng)會自動添加屬性對應(yīng)的CAAnimation
動畫到CALayer
上均抽。
UIView
有一系列的animateWithDuration
動畫方法嫁赏，在這些方法中UIView
會恢復隱式動畫，所以在動畫的 block 中修改屬性時油挥，又會觸發(fā)隱式動畫潦蝇。

那么系統(tǒng)是如果知道對一個屬性應(yīng)該添加哪種動畫呢，這就需要讓CAAction
協(xié)議登場了深寥。
當修改一個CALayer
的屬性時攘乒，它會通過- actionForKey:
來查詢這個屬性對應(yīng)的 action，而 key 就是對應(yīng)的屬性名稱惋鹅。CAAnimation
遵守CAAction
協(xié)議持灰，返回的 action 其實是個CAAnimation
動畫。也就是說负饲，CALayer
通過- actionForKey:
來查詢某個屬性被修改時堤魁，需要調(diào)用哪個動畫去展現(xiàn)這個變化。一般默認返回的是CABasicAnimation
返十，默認動畫時間 0.25秒妥泉，時間函數(shù)為漸入漸出 kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut。

• actionForKey:
  查詢 action 的步驟有4步洞坑，在這個方法中有詳細的說明盲链。其中一種方式就是通過CALayer
  的 delegate 返回 action。而對于UIView
  背后對應(yīng)的CALayer
  ，其代理就是它對應(yīng)的UIView
  刽沾，UIView
  就是用這種方式關(guān)閉了隱式動畫本慕。

動畫事務(wù)
創(chuàng)建動畫事務(wù)的目的是為了操作的原子性，保證動畫的所有修改能同時生效侧漓。CATransaction
就是動畫事務(wù)的操作類锅尘。
在創(chuàng)建隱式動畫的時候，系統(tǒng)也會隱式的創(chuàng)建一個動畫事務(wù)布蔗，以保證所有的動畫能同時進行藤违。
除此之外，還可以顯式的創(chuàng)建一個事務(wù)纵揍。顯式事務(wù)中可以定義事務(wù)中所有動畫的運行時間和時間函數(shù)顿乒，此外，還有這個方法+ (void)setDisableActions:(BOOL)flag
能顯式的關(guān)閉這個事務(wù)中的 action 查詢操作泽谨。關(guān)閉了查詢也就是關(guān)閉了動畫效果璧榄，屬性值的變化就會立即生效，而沒有動畫效果了：
[CATransaction begin]; [CATransaction setDisableActions:YES]; ///... layer.frame = CGRectOffset(layer.frame, 100, 0); ///... [CATransaction commit];

注意別把 CATransaction 和 CATransition 搞混了吧雹，一個單詞是 transaction 事務(wù)骨杂，另一個是 transition 轉(zhuǎn)變。

對比 總結(jié)
關(guān)鍵幀動畫的實現(xiàn)方式吮炕，只需要修改某個屬性值就可以了腊脱，簡單方便，但涉及的深層次內(nèi)容較多龙亲，需要更多的理解和練習陕凹。
采用逐幀動畫的實現(xiàn)方式，實現(xiàn)原理簡單鳄炉，但繪制動畫的過程要復雜杜耙。如果動畫過程處理的事情較多，也會帶來較大的開銷拂盯，就有可能造成動畫幀數(shù)的下降佑女，出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，因此需要較多的測試和調(diào)試谈竿。動畫繪制的過程中团驱，會要求較多的數(shù)學、物理等知識來計算中間態(tài)的數(shù)據(jù)空凸。
但這兩種方式也不是絕對分離開的嚎花。關(guān)鍵幀動畫實現(xiàn)方式，一般只能對系統(tǒng)實現(xiàn)了可動畫的屬性做動畫處理呀洲，但其實也是允許實現(xiàn)自定義屬性的動畫處理的紊选。這就需要自己來實現(xiàn)系統(tǒng)中自動計算過渡幀的操作了啼止，也就是逐幀實現(xiàn)動畫的方式了。實現(xiàn)自定義屬性的動畫可以參考這篇文章： Layer 中自定義屬性的動畫
對于 iOS 系統(tǒng)提供的動畫方法兵罢，上面只是從整體的角度作了一個全面的整理献烦，還有很多細節(jié)內(nèi)容沒有寫出來，比如CALayer
的三維變換卖词、CAKeyframeAnimation
的延路徑動畫巩那，CAMediaTiming
的時間控制，等等坏平。感興趣的話拢操，可以再看看這些內(nèi)容：
蘋果官方文檔 Core Animation Programming Guide
iOS Core Animation: Advanced Techniques -- 中文翻譯
objc中國 動畫專題 中的 動畫解釋